基于dem的地形湿度指数提取与应用分析

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1、研究生学位论文的独创性声明本人声明：所呈交的学历硕士学位论文是我个人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究结果：论文中的研究数据及结果是按学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定*获得的，如果违反此规定，一切后果与法律责任均由本人承担．尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究结果，也不包含其他人和自己本人已获得西北农林科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文的致谢中作了明确的说明并表示了谢意．研究生签名：孤移1蔽时间：∥彳年‘月户日导师指

2、导研究生学位论文的承诺本人承诺：我的学历硕士研究生塑篮l璧研呈交的学历硕士学位论文是在我指导下独立开展研究工作及取得的研究结果，属于我现岗职务工作的结果，并严格按照学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》而获得的研究结果．如果违反学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》，我必须接受按学校有关规定的处罚处理并承担相应导师连带责任．导师签名：石匆砷纠时间：声口‘年，月／。日I＼关于其他单位与人员对研究生学位论文使用授权的说明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人未经本论文作者的导师授权，不得有对本论文进行复制、修改、发行、出租、改

3、编等侵犯著作权的行为，否则，按违背Ⅸ中华人民共和国著作权法》有关规定处理并追究法律责任．经本论文作者的导师同意，授权西北农林科技大学可向主管上级有关单位送交论文的纸质件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用复印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文；否则，按违背Ⅸ中华人民共和国著作权法》有关规定处理并追究法律责任．研究生签名：张条覆导师签名时间：扣彤年，月／o日时间：妒f年∥月山日—叫I‰第一章绪论1．1研究目的及意义黄土高原的生态环境建设是重建“秀美山川”的关键。黄土地区处于半湿润、半干旱及干旱气候带，大部分地区植被稀少，干旱缺水，土壤沙化和水土流失严

4、重。为了改善该区生态环境，我国在黄土高原开展了大面积的植树种草工作，取得了重大进展。而近年来在黄土高原地区的林草地，出现了以干层为特点的土壤早化现象川。因此，围绕本地区植被的涵养水源功能产生了不同的观点【l’“。研究表明，在黄土高原水源丰富地区种植适宜林木，尽管干层会对树木生长产生一定影响，但林木仍能正常生长，水土保持功能依然显著，利于生态系统的良性循环：而在水源较差地区，则往往会造成土壤水分的进一步减少，干层逐渐强化，仅依靠当年降水，植被生长受到明显抑制，无法发挥涵养水源、防沙固土方面的作用⋯。因此，黄土高原区植被建设中植被类型和结构的确定主要取决于土壤水分

5、。除特殊地段和特殊用途人工林草植被外，大面积的植树造林应采取以水定需p’”。作为影响流域水文过程空间不均匀性的第一主导因子，地形在流域水分空间蒋分配中起有重要作用[5-9】。地形通过影响降水再分配，直接影响了土壤水分的空间分布，而水分的空间分布又会对景观内的水力学、地貌学和生态学等许多过程有重要影响，如地表径流fs】、土壤的特性一，101和植被的生长与分布【2，9，lI】等。因此，如何利用地形信息来预测和理解景观或流域内土壤水分的空间分布及其控制过程，以辅助水土保持、植被建设与环境管理受NT广泛的关注【5，10,“l。目前研究土壤水分空间分布的方法主要有三种：

6、一是野外实地观测，该方法的优点是测定结果准确，因此应用很广泛，但大多是点上的不连续测定，大尺度范围内的观测缺乏可行性，因此无法在面上给予准确描述。此外，在以外的研究中，有学者尝试根据野外采样数据与土地类型、坡度分级和土地利用图形数据库的对应关系，编辑和生成土壤水分含量空间分布图【l21，该方法在其试验流域内具有较好模拟效果，但其推广效果如何尚需要论证，同时由于对坡度等数据进行了分级处理．也可能会在一定程度上限制对微域土壤水分变化的模拟效果。二是遥感提取，虽然可以提取土壤含水量信息及其空间分布【I引，但这种方法难以区别土壤含水量信息与其它信息。冯强等(2004)

7、i14埂出的基于植被状态指数的土壤湿度遥感测量方法虽简单易行，但对植被非生长季节的土壤湿度状况描述较差。同时，受空间分辨率的限制，也难以准确描述土壤水分在小空间内的变化：三是模型预测，可以较好预测土壤水分的空间分布，但多数模型结构复杂且参数难以获取f8l。而由DEM直接提取的地形湿度指数，计算过程段为简单，且地形湿度指数与土壤水分含量呈直线帽关，同时，随DEM梢俊的提高，可以很好地描述小尺度范围内土壤水分的变化特征，因此很适于土壤水分分斫m々空阃模拟与分析．并得到了广泛的应用【5，6，8，9，II,¨“7。。但在国内，地形湿度指数的研究起步较基于DEM的地形湿

8、度指数提取与应川研究晚，在地形湿度指数